基于流固耦合模型的穿层钻孔瓦斯抽采模拟研究

• 作者: 兰天伟 李胜 毕慧杰 罗明坤 范超军
• 来源期刊: 煤炭科学技术
• 学科: 工学
• 关键词: 瓦斯抽采 流固耦合模型 穿层钻孔 钻孔布置
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 安全技术及工程
• 页码范围: 121-127
• 页数: 7页
• 分类号: TD712
• 字数: 5915字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2017.05.021

摘要

为研究钻孔瓦斯抽采渗流规律,为钻孔合理布置提供依据,提出了考虑气-水两相流的瓦斯抽采流固耦合模型.在多孔介质的有效应力原理基础上,考虑瓦斯吸附/解吸产生的应力,推导出煤体应力-应变本构关系;分析水和瓦斯运移的气-水两相流过程,以相对渗透率为桥梁,给出水渗流方程和考虑Klinkenberg效应的瓦斯渗流方程;构建作为耦合项的煤层孔隙率和渗透率动态演化方程,结合成庄矿4321工作面进行数值模拟.结果表明:成庄矿4321底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采预抽期定为90 d是合理的,抽采过程中瓦斯渗流速度具有阶段性,增大抽采负压对抽采效果影响不明显;穿层钻孔布置方式为终孔间距9m,钻场间距9 m.工程实践表明,测得的煤层瓦斯压力变化情况与数值模拟结果基本吻合,抽采后煤层瓦斯含量为6.46～ 7.67 m3/t,43212巷瓦斯浓度降低了37％,抽采效果良好.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	兰天伟	辽宁工程技术大学矿业学院	22	156	8.0	11.0
2	李胜	辽宁工程技术大学矿业学院	60	519	13.0	19.0
4	范超军	辽宁工程技术大学矿业学院	21	191	9.0	13.0
5	罗明坤	辽宁工程技术大学矿业学院	20	180	9.0	13.0
6	毕慧杰	辽宁工程技术大学矿业学院	8	69	5.0	8.0